High-Speed PWM - alternativa

Pozdrav,

da li neko zna da li ima u ponudi neki MCU ili DSC sa PWM-om bolje rezolucije za vishlje PWM frekvencije od ovih koje imaju neki modeli dsPIC, neka ARM alternativa?
Dakle potrebam mi je specifican PWM sub-modul koji ima sve funkcije za "motor control" ili "smps pwm", podesavanje death-time, centar-aligned PWM, komplementarni izlazi, sve sto inace ide za takve stvarcice.

Treba mi bukvalno za 1 bit veca ako ima :)

Naravno ako ima nesto sto "moze da se zaletuje", u nekom 44 ili 64 pinskom kucistu, i onako mi tu treba 10-ak I/O svega.

Evo slikvit prikaz sta Microchip nudi:

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator

a3932 ? ili bas oces mcu ?

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

Da, treba mi MCU ili DSP, da mogu direktno iz programa da obradujem taj PWM jer ce tu u biti i nekog DSP-ovanja.

U "analognoj" varijanti ima svasta u ponudi gde ovo shisha ove cifre gore 2,4 ili vise puta ali mi treba D-PWM, digitalno upravljivi PWM.

Ako ima nesto sto moze da izgura 12bit na preko 400kHz, naravno "voleo" bih jedno 16bit na toj ucestanosti ali odprilike da je to nemoguca misija u toj postavci, silni gigaherci cloka su potrebni za tako nesto.

Narvno moze hibrid neki da se napravi sa D/A i analognim PWM kontrolerom ali bih to preskocio ako ima nesto sve vec spakovano u jedno chipce.

_{[Ovu poruku je menjao mikikg dana 11.07.2013. u 10:38 GMT+1]}

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator

tesko ces da nadjes nesto mnogo bolje od toga sto imas sa dspicom, TI, Motorola, ST, NXP .. koliko vidim sve je tu isto, mozes da imas vise rama, vise flash-a, bolji cpu .. ali 16 bita je u kilohercima

mozes da napravis precizniji sa nekim fpga nije neka prevelika mudrost, pa ga spojis sa mcu-om

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

Hm, opet fpga :) Nije problem, ce da probamo i to nego jel si siguran da je to bas tako bezazleno?

Video si gore u tablici, 1ns je rezolucija koju oni nude, za svaki bit vise se to vreme treba prepolovi, ulazimo u domen piko sekundi!

Inace necu ja tom brzinom i da updejtujem PWM, bice dosta sporije, mozda 50 ili 100kHz ali mi treba visoka rezolucija na sto vecoj ucestanosti zbog lakse filtriranja iza toga.

Audio je u pitanju, video sam recimo neke varijante gde spoje dva PWM izlaza preko otpornika (1:256 odnos otpornika) i izvuku tu rezuluciju na visokim ucestanostima, ali ja treba fetove iza toga da guram i onda to "spajanje" nece moci bas tako.

_{[Ovu poruku je menjao mikikg dana 11.07.2013. u 10:52 GMT+1]}

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator

teras neki zvuk? oces brzu digitaliju, jbg tome sluzi fpga :D

pazi, ja nisam nesto mega iskusan sa fpga ali generalno pwm je obicam capture i compare, ja sam pravio (manja rezolucija doduse) u malom cpld-u pwm .. sta je fora imas X bita koji ti cine jedan registar, treba ti 2 komada, jedan da ti broji pozitivnu i jedan da broji negativnu stranu, zbir ta dva ti je full perioda, dakle da bi zadrzao isti freq kada jedan povecavas drugi mora smanjujes. moze da se radi i tako da ti prvu poluperiodu broji jedan a druga da ti je fiksna pa onda prvi ide od 0-drugog.. napravis set za ta dva registra, dal paralelno ili seriski da mozes da ih postavis sa mcu-a i to ti je setovanje pwm-a

onda vezes obican brojac na glavni klok fpga (ja sam radio sa 100MHz kapiram da ima brzih) i inkrementiras treci registar, na inkrement ga poredis sa ona dva i flipces pin koji ti je output pwm, klok vezes preko enable pina da imas enable/disable (start/stop) za pwm i dodas jedan reset pin da resetuje brojac na nulu i to je generalno to, ako neces da kucas verilog/vhdl to se da i nacrtati diskretno

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

Ja se jos manje u FPGA razumem ali kontam PWM princip i kako bi on u diskretnoj verziji izgledao.

Nego vidi sta je tu problem, recimo da vec imamo jelte mocan HW tu, da zelim 16bit pri 500kHz.
Dakle brojac mora da izbroji 65536 puta za koje vreme, 1/500000, sto znaci da je "tick" ili najsitnija tu vremenska jedinica negde oko 0.5MHz * 65535 sto mu dodje nekih 32.7GHz clock pod uslovm da ta sva logika moze da radi sa 1:1 clock :) ... To nema teorije tako da se napravi ni sa FPGA bar ove sto mi poznajemo :)
Ovo je gruba procena, mozda je to upola manje ili za cetvrtinu manje (kako bi dobili one cifre gore iz tablice) ali u svakom slucaju su ogromne brzine u pitanju. Microchip za ove njegove HSPWM ima PLL koji dize clock ne znam negde oko 300-400MHz interno da bi postigo one cifre iz tablice!
Tim pristupom sa prostim brojacima nebi moglo daleko da se dodje, nazalost.

Nesto malo bolja situacija, prakticno duplo bolja (ali i dalje nedovoljno, tj prebzo) je ta da moze da se ide na 3-level PWM umesto klasike sa 2-level gde bi zbog same postavke distribucija harmonika kojih moramo da se otarasimo nakon filtriranja manja pa prakticno moze da se ide na duplo nizu ucestanost PWM-a sa istom rezolucijom da bi dobili iste rezultate. Dakle tu smo dobili jedan bit na foru. 3-level PWM se odnosi na full-bridge postavku gde je to moguce realizovati. Moze i 5,7 ili vise level PWM ali to uzasno komplikuje izvrsni deo.

E sad tu moze malo da se mucka nekim drugi pristupom i to sam bas spomenuo u nekoj drugoj temi, sa FF-ovima i brojacima, nesto slicno sto si ti spomenuo (ne znam da li se to u stvari na isto svodi) ali ovaj princip, vidi Figure 5:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01476A.pdf
Da li je ovo izvodljivo sa FPGA ne znam, to treba probati.

Posto je ovaj HS-PWM inace problem, ne samo meni :), oni su zbog ovoga poceli da izmisljaju razne tipove PWM-ova tj modulacija gde uzasno komplikovanom matematikom su postigli da nivo harmonika u modulisanom signalu bude razbacan na neke druge opsege koji su laksi za filtriranje. Medjutim i za to nije nista manje resursa potrebno, brdo FIR, IIR, FFT matematike je tu u pitanju ali bar je moguc sa sadasnjim DSP procesorima sa 1000+ MIPS-ova :) Medjutim meni to za prakticnu realizaciju u home-made uslovima nema pojma, BGA kucista i slicno ...

_{[Ovu poruku je menjao mikikg dana 11.07.2013. u 12:32 GMT+1]}

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator

> Nego vidi sta je tu problem, recimo da vec imamo jelte mocan HW tu, da zelim 16bit pri 500kHz.

e pa sad, i ja bi da imam 70kg manje i 10cm vise a ni kuca od 1000m2 sa poslugom i dvoristem mi ne bi smetala + neko drvo de rastu novci za odrzavanje svega toga ... budimo realni

sto se tice price sa NCO, ja znam da ima fpga sa pll-om unutra, trebalo bi da ima i neki sa nco unutra ali da sam koristio - nisam

ja mislim da ti treba da razmislis sta radis i koliko su ti realna ocekivanja... 16bita 500khz .. ti ces to da pustas posle kroz neki lowpass filter, veca ce ti biti greska od temp drifta u filteru nego sto mozes da izvedes samim pwm-om osim ako neces da koristis mega skupe komponente a onda ta sprava verovatno nece imati smisla

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

Znam sta pricas za filter, ovo o cemu smo sve pricali je prakticno open-loop dizajn, tek sa closed-loop bi tu moglo da se izvuce neka realna situacija.
Znam da je premnogo ali cisto sam naveo primer sa kojim ciframa se barata.

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator

sa 16bita 500kHz treba da vidis da li mozes da napravis analogno resenje posto digitalno u kucnim uslovima ja mislim da neces napraviti

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

Analogno resenje je boza, par OP-ova i par komparatora i to da radi samo tako :) i to bez ikakve "kvantizacije" ...
Ali nije mi to poenta :) ... Hocu da vidim dokle to sa digitalijom moze da se ide i sta je maksimum sa ovim prostim delicima.

Ja sam dosao do ovih cifri koje su prikazane u tablici sa pocetka, jos 3-level PWM da probam i tu cu biti oko 12bit na >400KHz sto je onako, sasavim prihvatljivo (zvuci super) ali jos neki bit ako moze da se izvuce na neku foru to bilo bi vec idealno.

Pazi, napravio sam ja jedan prototip koji zvuci extra dobro, ima odlican SNR i pri malim snagama (sto je u sustini najveca frka) ali se svodi na to da mi je "volume" potenciometar ustvari promenljivo napajanje H mosta :) Oko toga nesto se vrtim i tu negde moze da se nadje neko resenje.

Kada bi moglo dva 8bitna PWM-a da se nekako spoje to bi bila prava stvar, mnogo sam oko toga mozgao ali jos nemam resenje kako to moze da se "spoji", da ovaj jedan radi na "grubo" a ovaj drugi da dodaje na "fino", ali to treba sabrati u domenu struje kroz neku prigusnicu ili transformator ... Caka je da jedan PWM (sa H-mostom) radi na 256x nizem naponu i da doda struju na ovaj grubi PWM.

_{[Ovu poruku je menjao mikikg dana 11.07.2013. u 13:47 GMT+1]}

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator

Nego sad sam jednu vrlo bitnu stvar ustanovio, pa ja nisam koristio ove HS-PWM-ove sa 1ns rezolucijom, nego sa 7ns, pogresno sam specifikaciju video za ovaj model dsPIC koji imam. Izbrkali su tu specifikaciju, jako se tesko vidi koji je koji model i koja je rezolucija, mora za svaki da se otvara DS da bi se videlo. U sustini modeli dsPIC sa "GS" oznakom su ovi sa 1ns, ja sam koristio "MC", DSPIC33EP128MC502-I/SP.

Sad to i nije tako lose :)
Meni ovaj prototip sto sam napravio "svira" skroz OK a uskracen sam skoro za 4 bita rezolucije koja bi inace mogla da se iskoristi sa GS modelima.

Inace mi malo idu na zivce sa tom specifikacijom i izborom modela, recimo imaju ove 1ns HS-PWM ali samo u 50MIPS varijanti i sa (doduse veoma brziim, 4mbps) 10bitnim A/D a dok ovi koji imaju 12bit A/D rade na 70MIPS ali imaju i manju rezoluciju PWM-a. Pa cek sta im je frka da naprave model koji ima ovo sve max, pa inace te "kockice" submodula pakuju ko lego kockice u silikonu, sta taktiziraju nije mi jasno. Ne mogu da verujem da ima tehnickih poteskoca da to realiziju.

Kad se budem vratio sa odmora probacu ove GS modele ako uspem da nahvatam neki. Mnogo losa ponuda kod nas, bukvalno jedaj jedini takav model ima u ponudi kod nas :(

A probao sam i 3-level PWM, hmm, dobro to radi! Mnogo prosto se realizuje, treba samo da se invertuje signal (analogna velicina, izmereni napon, oduzme se izmereno od max reoluzije) koja ide na drugu polovinu polumosta. Znaci posebno se upravlja jedan i drugi polumost.
I stvarno se dobije 3 nivoa, malo je nezgodno za merenje ali prikljuce se sonde osciloskopa na izlaze jednog i drugog polumosta i na osciloskopu si ukljuci CH1-CH2 da bi se dobio diferencial. Oni srecnici koji imaju diferencialne sonde za osciloskope naravano to mogu prostije da izmere :)

Generano ovaj 3-level PWM se cuje "skoro" isto po meni ali zbog poteskoca koje imam da izmerim nivo harmonika u ovoj difrencialnoj (full-bridge) postavci uzecu to "zdravo-za-gotovo" jer su mnogi pre mene to vec sve analizirali i merili, bitno je da sam ja dobio ocekivanu krivuljicu u vremenskom domenu. Nemam opremu za taj opseg ucestanosti, imam SA za NF i za HF a ovo upada negde izmedju pa ne mogu da premerim. Mislim mogu i to da izmerim ako se potrudim malo i angazujem onaj DVB-T dongle, modifikovani SDR prijemnik + jedno wide-band trafoce ;)

Sve u svemu ako budem pokrenuo ovo sa jos dodatna 4bita rezolucije, to ima da svira ko zmaj.

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator

TMS320F2802x može da posluži, npr. 320F28027 koji stiže na TI LounchPad-u (C2000 Piccolo Lounchpad). Rezolucija ide ispod 1ns, mislim da je oko 200ps, ali je broj kanala ograničen IIRC. Inače sa ovom malom pločicom (~20$) pun CCS može da se koristi bez ograničenja. Plus ima galvanski izolovan USB .
Koliko znam velike rezolucije se ne postižu brzim taktom nego dugačkim delay line-om. Na primer kod dsPIC-ova, konkretno ti GS modeli, kada se pogleda na osciloskopu duty cycle (ili dead time) se ne menja uniformno. Štaviše, meni se desilo da se ne menja ni linearno .

Hmm, zanimljiv ovaj Piccolo. Ovo sto su specificirali za tu seriju C2000 obecava, 150ps PWM rezolucija.
Moracu da porucim tu plocicu i probam malo kako to radi. Za 17$ kod TI direktno moze da se poruci.
Hvala na predlogu!

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator

Kad sam vec poceo sa tablicom, evo to isto sto TI nudi u Piccolo seriji.

Bas im je dobar ovaj DSC, jos 32bitno jezgro ...



Mada gledam posle i ovu Delfino seriju, to je tek mrak, 600MIPS, 55nS rezolucija PWM-a, jos imaju 12bitni A/D na citavih 12msps!!! Ovaj A/D mi je extra zanimljiv jer sa 256x oversamplingom bi moglo skoro 16bitna rezolucija da se dobije na oko 46ksps, skoro kao Audio ADC!
Mada nema nista manje od 170 nogica :), ovaj Piccolo ima u 38pinskom TSSOP-u.
Jedva cekam da porucim ovaj LounchPad sa Piccolo ;)

Verovatno ste vec skontali da mi nije striktno cilj da napravim Class-D pojacivac, to sam mogao sa par OP-ova da napravim, poenta mi je da kroz to udjem u ovaj svet DSP-a a audio pojacivac mi je nekako najblizi gde vrlo lako mogu da "cujem" kako to prakticno radi. Kad to malo savladam i proberem zgodnu HW/SW platformu, onda ce tu biti vazdan nekih drugih invertera/konvertera, LLC-ova ZVS-ova i slicno u power tehnici ... :)

_{[Ovu poruku je menjao mikikg dana 22.07.2013. u 16:02 GMT+1]}

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator